蝸牛の非線形特性を再現する自己適応的な小型・低消費電力サウンドプロセッサの開発

人工内耳は聴覚系に障がいを抱える人々の聴覚を補助する人工感覚器の一つである。ヒトの聴覚系は強い非線形性を呈することが知られているが、現行の人工内耳は線形システムに基づいており、十分な性能を有しているとは言えない。そこで本研究では、聴覚系の非線形特性を再現する人工内耳のための自己適応的な小型・低消費電力サウンドプロセッサの設計と実装及び実機実験を行う。本研究は、既存手法との比較を通して提案人工内耳モデルが消費電力や回路実装の観点で優れていることを示すことを目的とし、より効率の良い人工内耳回路の開発へ向けた基礎研究と位置づけられる。２０２２年度では、主にエルゴード的セルオートマトンで実装される内耳モデルが呈する結合音現象に関する研究に取り組んだ。結合音現象とは異なる周波数成分を有する二音を聴取すると、それらの周波数成分の和の音や差の音を知覚する非線形現象のことである。当該年度では、（1）内耳で起こることが知られている結合音現象についての知見の収集、（2）結合音現象を呈するエルゴード的セルオートマトン内耳モデルの設計と数値シミュレーション、（3）設計されたモデルの解析やパラメータ推定、（4）設計されたモデルの回路実装と回路実験、（5）回路実装されたモデルと従来モデルとの比較、を実施することができた。さらに、これらの結果を基に二音抑制現象を呈する内耳モデルの設計の検討を開始することができた。

人工内耳は聴覚系に障がいを抱える人々の聴覚を補助する人工感覚器の一つである。ヒトの聴覚系は強い非線形性を呈することが知られているが、現行の人工内耳は線形システムに基づいており、十分な性能を有しているとは言えない。そこで本研究では、聴覚系の非線形特性を再現する人工内耳のための自己適応的な小型・低消費電力サウンドプロセッサの設計と実装及び実機実験を行う。本研究は、既存手法との比較を通して提案人工内耳モデルが消費電力や回路実装の観点で優れていることを示すことを目的とし、より効率の良い人工内耳回路の開発へ向けた基礎研究と位置づけられる。２０２２年度では、主にエルゴード的セルオートマトンで実装される内耳モデルが呈する結合音現象に関する研究に取り組んだ。結合音現象とは異なる周波数成分を有する二音を聴取すると、それらの周波数成分の和の音や差の音を知覚する非線形現象のことである。当該年度では、（1）内耳で起こることが知られている結合音現象についての知見の収集、（2）結合音現象を呈するエルゴード的セルオートマトン内耳モデルの設計と数値シミュレーション、（3）設計されたモデルの解析やパラメータ推定、（4）設計されたモデルの回路実装と回路実験、（5）回路実装されたモデルと従来モデルとの比較、を実施することができた。さらに、これらの結果を基に二音抑制現象を呈する内耳モデルの設計の検討を開始することができた。